Giới thiệu

Bài viết này trình bày chi tiết các tiêu chuẩn về hiệu suất cơ học cho vít tự khoan ren như được nêu trong tiêu chuẩn GB/T 3098.11-2002. Các tiêu chuẩn này đảm bảo độ tin cậy và chức năng của vít tự khoan trong các ứng dụng lắp ghép, bao gồm vật liệu, tính chất luyện kim và hiệu suất cơ học. Vít tự khoan được thiết kế để tự khoan lỗ và tạo ren mà không cần khoan trước, do đó chúng rất cần thiết trong ngành xây dựng, ô tô và sản xuất.

Yêu cầu kỹ thuật

1.1 Vật liệu

Vít tự khoan ren phải được chế tạo từ thép thấm cacbon hoặc thép xử lý nhiệt để đạt được độ cứng và độ bền cần thiết cho các thao tác khoan và ren.

1.2 Tính chất luyện kim

1.2.1 Độ cứng bề mặt

Sau khi xử lý nhiệt, độ cứng bề mặt của vít tự khoan phải đạt ít nhất 530 HV0.3.

1.2.2 Độ cứng lõi

Độ cứng lõi sau khi xử lý sẽ là:

• Từ 320 HV5 đến 400 HV5 cho các kích thước ren ≤ ST4.2;
• Từ 320 HV10 đến 400 HV10 cho các kích thước ren > ST4.2.

Nhiệt độ tôi tối thiểu được khuyến nghị là 330°C. Nên tránh nhiệt độ tôi từ 275°C đến 315°C để giảm thiểu nguy cơ giòn do mactenxit tôi.

1.2.3 Độ sâu lớp cacbon hóa

Độ dày của lớp thấm cacbon phải tuân thủ các giá trị trong Bảng 1.

1.2.4 Cấu trúc vi mô

Trong cấu trúc vi mô sau khi xử lý nhiệt, không được xuất hiện ferit dạng dải giữa lớp cứng bề mặt và lõi.

1.2.5 Hiện tượng giòn do hydro

Ốc vít tự khoan mạ điện có nguy cơ bị gãy do hiện tượng giòn hydro. Nhà sản xuất và/hoặc đơn vị mạ phải thực hiện các biện pháp, bao gồm cả việc thử nghiệm theo tiêu chuẩn GB/T 3098.17, để kiểm soát nguy cơ này. Các yêu cầu về loại bỏ hiện tượng giòn hydro trong các chi tiết lắp ghép mạ điện theo tiêu chuẩn GB/T 5267.1 cũng cần được xem xét.

1.3 Tính chất cơ học

1.3.1 Hiệu suất khoan

Phần khoan của vít phải khoan một lỗ được chế tạo sẵn phù hợp để ép đùn các ren trong khớp với nhau theo các điều kiện thử nghiệm được quy định trong mục 2.2.1.

1.3.2 Hiệu suất tạo ren

Trong lỗ khoan sẵn theo mục 2.2.1, vít tự khoan phải tạo ra các ren trong khớp mà không bị biến dạng khi được vặn vào tấm thử nghiệm quy định tại mục 2.2.1.1.

1.3.3 Độ bền xoắn

Khi được kiểm tra theo mục 2.2.3, độ bền xoắn phải đảm bảo mômen xoắn gây hỏng bằng hoặc lớn hơn các giá trị trong Bảng 4.

Phương pháp thử nghiệm

2.1 Thử nghiệm tính chất luyện kim

2.1.1 Thử nghiệm độ cứng bề mặt

Việc kiểm tra độ cứng bề mặt phải được thực hiện theo tiêu chuẩn GB/T 4340.1. Các vết lõm nên được tạo trên bề mặt phẳng, tốt nhất là trên đầu vít.

2.1.2 Kiểm tra độ cứng lõi

Việc kiểm tra độ cứng lõi phải được thực hiện theo tiêu chuẩn GB/T 4340.1 trên mặt cắt ngang.

2.1.3 Đo độ sâu lớp thấm cacbon

Độ sâu lớp thấm cacbon sẽ được đo bằng kính hiển vi trên mặt cắt dọc ở mặt bên, nằm giữa đỉnh và chân ren, hoặc ở chân ren đối với các vít có kích thước ≤ ST4.2. Để phân định thắng thua, hãy sử dụng độ cứng micro-Vickers với lực thử 300 g trên biên dạng ren, tính độ sâu từ điểm có độ cứng lõi vượt quá 30 HV.

2.1.4 Thử nghiệm cấu trúc vi mô

Việc kiểm tra cấu trúc vi mô phải tuân theo các tiêu chuẩn kiểm tra luyện kim có liên quan.

2.2 Thử nghiệm tính chất cơ học

2.2.1 Thử nghiệm khoan và taro

2.2.1.1 Thiết bị thử nghiệm

Tấm thử nghiệm phải được làm bằng thép cacbon thấp với hàm lượng cacbon ≤ 0,23% và độ cứng từ 110 HV30 đến 165 HV30 (theo tiêu chuẩn GB/T 4340.1). Độ dày tấm phải tuân thủ Bảng 2. Thiết bị thử nghiệm được minh họa trong Hình 1 (không hiển thị ở đây; xem tiêu chuẩn để biết sơ đồ).

Lưu ý: Độ dày tấm thử có thể bao gồm hai tấm thép. Các giá trị này chỉ dùng cho mục đích kiểm tra nghiệm thu.

2.2.1.2 Quy trình kiểm tra

Vặn vít có lớp phủ hoặc không có lớp phủ (tùy theo ứng dụng) vào tấm thử nghiệm cho đến khi một ren xuyên qua hoàn toàn. Lực dọc trục và tốc độ vặn vít từ Bảng 2 áp dụng cho cả quá trình khoan và taro.

2.2.2 Kiểm tra khoan

Theo thỏa thuận, việc kiểm tra khoan có thể được thực hiện. Tấm thử theo mục 2.2.1.1, độ dày theo Bảng 3. Đục trước một điểm định vị. Sau khi khoan xuyên qua, kích thước lỗ tối đa không được vượt quá giới hạn của Bảng 3. Bộ gá trong Hình 2 (không được hiển thị; tham khảo tiêu chuẩn) bổ sung cho Hình 1, với đường kính trong của ống bọc lớn hơn đường kính ngoài của ren khoảng 0,25 mm. Chiều dài của ống bọc cho phép mũi khoan kéo dài. Lực dọc trục từ Bảng 2 hướng dẫn việc lắp đặt; vượt quá giới hạn này có thể gây gãy mũi khoan hoặc quá nhiệt.

2.2.3 Kiểm tra momen xoắn

Kẹp vít vào khuôn hoặc thiết bị chia ren phù hợp mà không làm hỏng phần được kẹp. Thiết bị được minh họa trong Hình 3 (không hiển thị; tham khảo tiêu chuẩn). Sau khi kẹp, ít nhất hai ren hoàn chỉnh phải nhô ra khỏi thiết bị, và ít nhất hai ren hoàn chỉnh (không bao gồm đầu mũi khoan) phải được kẹp chắc chắn. Đối với vít ngắn, kẹp toàn bộ ren mà không tác dụng lực lên đầu vít. Sử dụng thiết bị đã hiệu chuẩn để tạo mô-men xoắn cho đến khi gãy. Vít phải đáp ứng mô-men xoắn phá hủy trong Bảng 4 (đơn vị: N·m).

Đối với thử nghiệm momen xoắn, sai số đo của cờ lê momen xoắn phải nằm trong khoảng ±3% so với giá trị quy định. Có thể sử dụng thiết bị điện có độ chính xác tương đương. Để phân xử, hãy sử dụng cờ lê momen xoắn cầm tay.

Câu hỏi thường gặp

Những vật liệu nào cần thiết cho vít tự khoan ren theo tiêu chuẩn GB/T 3098.11-2002?

Chúng phải được làm từ thép thấm cacbon hoặc thép xử lý nhiệt để đạt được độ cứng và hiệu năng theo yêu cầu.

Hiện tượng giòn hydro trong ốc vít mạ điện được xử lý như thế nào?

Các nhà sản xuất và đơn vị mạ phải thực hiện các biện pháp, bao gồm thử nghiệm theo tiêu chuẩn GB/T 3098.17 và xem xét tiêu chuẩn GB/T 5267.1 về loại bỏ hydro, để ngăn ngừa nguy cơ nứt vỡ.

Độ cứng bề mặt tối thiểu của các ốc vít này là bao nhiêu?

Độ cứng bề mặt phải đạt ít nhất 530 HV0.3 sau khi xử lý nhiệt.

Tại sao cần tránh một số nhiệt độ tôi luyện nhất định?

Tôi luyện ở nhiệt độ từ 275°C đến 315°C làm tăng nguy cơ giòn mactenxit đã tôi luyện; nhiệt độ tối thiểu 330°C được khuyến nghị.

Các yêu cầu về độ bền xoắn đối với vít ST4.8 là gì?

Mômen xoắn gây hỏng tối thiểu là 6,9 N·m khi thử nghiệm theo phương pháp quy định.

Độ sâu lớp thấm cacbon được đo như thế nào để phục vụ cho việc phân xử tranh chấp?

Sử dụng thước đo độ cứng micro-Vickers với lực 300 g tác động lên bề mặt ren, bắt đầu từ điểm mà độ cứng vượt quá lõi 30 HV.